DE102022112762A1 - Heating device and method for producing the heating device - Google Patents
Heating device and method for producing the heating device Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022112762A1 DE102022112762A1 DE102022112762.1A DE102022112762A DE102022112762A1 DE 102022112762 A1 DE102022112762 A1 DE 102022112762A1 DE 102022112762 A DE102022112762 A DE 102022112762A DE 102022112762 A1 DE102022112762 A1 DE 102022112762A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heating
- heating device
- flat tube
- ptc
- channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 232
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/02—Details
- H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/02—Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/021—Heaters specially adapted for heating liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material
- H05B2203/023—Heaters of the type used for electrically heating the air blown in a vehicle compartment by the vehicle heating system
Abstract
Vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung (10) zum Heizen eines die Heizvorrichtung (10) durchströmenden Wärmeträgers (W) mit einem Kanal (30) zwischen einem Einlass (24) und einem Auslass (22) des Kanals (30) und mit einer ein PTC-Heizelement (52) aufweisenden PTC-Heizeinrichtung (50), wobei der Kanal (30) mehrere im Verlauf des Kanals (30) aufeinander folgende Heizabschnitte (32) umfasst, wobei die Heizabschnitte (32) jeweils durch zwei gegenüberliegende Heizwandungen (34) begrenzt sind und zumindest im Wesentlichen auf einer quer zu einer der Heizwandungen (34) verlaufenden gedachten Mittellinie (L) liegen, und wobei die PTC-Heizeinrichtung (50) wärmeleitend an zumindest eine der Heizwandungen (34) Für eine konstruktiv einfachere und hinsichtlich der Strömungsbedingungen des Wärmeträgers verbesserte Heizvorrichtung wird vorgeschlagen, dass der Kanal (30) durch ein Flachrohr (20) gebildet ist, wobei das Flachrohr (20) im Verlauf des Kanals (30) von dem Einlass (24) zu dem Auslass (22) abwechselnd einen der Heizabschnitte (32) und eine eine Strömungsrichtung (S) des Wärmeträgers (W) umlenkende Krümmung (36, 38) ausbildet, und dass in einem Zwischenraum (40) zwischen zwei Heizwandungen (34) aus zwei Heizabschnitten (32) die PTC-Heizeinrichtung (52) vorgesehen ist.The present invention relates to a heating device (10) for heating a heat transfer medium (W) flowing through the heating device (10), having a channel (30) between an inlet (24) and an outlet (22) of the channel (30) and having a PTC PTC heating device (50) having a heating element (52), the channel (30) comprising a plurality of heating sections (32) following one another in the course of the channel (30), the heating sections (32) each being delimited by two opposite heating walls (34). and lie at least substantially on an imaginary center line (L) running transversely to one of the heating walls (34), and wherein the PTC heating device (50) is heat-conducting to at least one of the heating walls (34) for a structurally simpler and with regard to the flow conditions of the heat transfer medium Improved heating device is proposed that the channel (30) is formed by a flat tube (20), the flat tube (20) alternating one of the heating sections (20) in the course of the channel (30) from the inlet (24) to the outlet (22). 32) and a curvature (36, 38) that deflects a flow direction (S) of the heat transfer medium (W), and that the PTC heating device (52) is formed from two heating sections (32) in an intermediate space (40) between two heating walls (34). is provided.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung bzw. elektrische Heizvorrichtung zum Heizen eines die Heizvorrichtung durchströmenden Wärmeträgers mit einem Kanal zwischen einem Einlass und einem Auslass des Kanals und mit einer PTC-Heizeinrichtung, die ein PTC-Heizelement aufweist. Der Kanal weist in seinem Verlauf aufeinander folgende Heizabschnitte auf, wobei die Heizabschnitte jeweils durch zwei gegenüberliegende Heizwandungen begrenzt sind und zumindest im Wesentlichen auf einer quer zu einer der Heizwandungen verlaufenden gedachten Mittellinie liegen, und wobei die PTC-Heizeinrichtung wärmeleitend an zumindest eine der Heizwandungen gekoppelt ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Heizvorrichtung.The present invention relates to a heating device or electric heating device for heating a heat transfer medium flowing through the heating device, with a channel between an inlet and an outlet of the channel and with a PTC heating device which has a PTC heating element. The channel has successive heating sections along its course, the heating sections each being delimited by two opposite heating walls and lying at least substantially on an imaginary center line running transversely to one of the heating walls, and the PTC heating device being coupled to at least one of the heating walls in a heat-conducting manner is. The invention further relates to a method for producing the heating device.
Die Heizvorrichtung ist dazu gedacht, einen Wärmeträger wie eine Flüssigkeit oder ein Gas, insbesondere Wasser oder Luft, unter Umsatz von elektrischer Energie mittels der PTC-Heizeinrichtung oder mehreren davon zu erhitzen, wobei der Wärmeträger durch den Kanal fließt und jeweils insbesondere im Bereich der Heizabschnitte erwärmt wird, weil die PTC-Heizeinrichtung(en) insbesondere von außen an bzw. mit den Kanal wärmeleitend gekoppelt sind, beispielsweise durch flächigem Anliegen.The heating device is intended to heat a heat transfer medium such as a liquid or a gas, in particular water or air, with the conversion of electrical energy using the PTC heating device or several of them, the heat transfer medium flowing through the channel and in particular in the area of the heating sections is heated because the PTC heating device (s) are coupled in a heat-conducting manner, in particular from the outside to or with the channel, for example by being in flat contact.
Eine gattungsgemäße Heizvorrichtung ist aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine konstruktiv einfachere und hinsichtlich der Strömungsbedingungen bzw. des Druckverlustes im Wärmeträger verbesserte Heizvorrichtung und ein Herstellungsverfahren der Heizvorrichtung anzugeben.The present invention is based on the problem of specifying a heating device that is structurally simpler and improved with regard to the flow conditions or the pressure loss in the heat transfer medium and a manufacturing method for the heating device.
Zur Lösung dieses Problems wird mit der vorliegenden Erfindung ein Bauteil mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 11 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstände der Unteransprüche.To solve this problem, the present invention provides a component with the features of claim 1 and a method with the features of claim 11. Advantageous further training is the subject of the subclaims.
Vorgeschlagen wird demnach, dass der Kanal durch ein Flachrohr gebildet ist, wobei das Flachrohr im Verlauf des Kanals von dem Einlass zu dem Auslass abwechselnd einen der Heizabschnitte und eine eine Strömungsrichtung des Wärmeträgers umlenkende Krümmung ausbildet, und dass in einem Zwischenraum zwischen zwei Heizwandungen aus zwei Heizabschnitten die PTC-Heizeinrichtung vorgesehen ist. Anders gesagt wird ein im Querschnitt abgeflachtes Rohr vorgeschlagen, das abschnittsweise gekrümmt bzw. gebogen ist und zwischen den Krümmungen bzw. Biegungen die Heizabschnitte aufweist, und zwischen jeweils zwischen zwei benachbarten Heizabschnitten den Zwischenraum für die PTC-Heizeinrichtung. Der Zwischenraum ist demnach bevorzugt von zwei Heizwandungen begrenzt, wobei die Heizwandungen aus zwei aufeinander folgenden Heizabschnitten abstammen.It is therefore proposed that the channel is formed by a flat tube, the flat tube alternatingly forming one of the heating sections and a curvature that deflects a flow direction of the heat transfer medium in the course of the channel from the inlet to the outlet, and that in a space between two heating walls made of two The PTC heating device is provided in the heating sections. In other words, a tube with a flattened cross-section is proposed, which is curved or bent in sections and has the heating sections between the curves or bends, and the space for the PTC heating device between two adjacent heating sections. The gap is therefore preferably delimited by two heating walls, the heating walls coming from two successive heating sections.
Das Flachrohr stellt ein im Querschnitt wenigstens bereichsweise abgeflachtes Rohr dar, d.h. insbesondere abweichend von der bekannten kreisrunden Form ist an wenigstens einem Abschnitt des Querschnitts eine Abflachung vorgesehen. Es kann auch der Umriss des Flachrohrs im Querschnitt in einer Erstreckungsrichtung größer als in einer orthogonal dazu gerichteten anderen Erstreckungsrichtung sein. Das Flachrohr kann also auch ein mehrkantiges Rohr wie ein Vierkantrohr mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt sein.The flat tube represents a tube that is at least partially flattened in cross section, i.e. in particular, deviating from the known circular shape, a flattening is provided on at least one section of the cross section. The outline of the flat tube in cross section can also be larger in one direction of extension than in another direction of extension directed orthogonally thereto. The flat tube can also be a polygonal tube such as a square tube with a square or rectangular cross section.
Die gegenüberliegenden Wandungen in den Heizabschnitten sind insbesondere parallel, insbesondere wobei alle oder zumindest die überwiegende Anzahl der Wandungen parallel angeordnet sind.The opposing walls in the heating sections are in particular parallel, in particular with all or at least the majority of the walls being arranged in parallel.
So wird vorteilhaft erreicht, dass eine strömungstechnisch sehr vorteilhafte Führung des Wärmeträgers erreicht werden kann. Es wird die Leistungsauskopplung bei geringem Druckabfall maximiert und gleichzeitig die Notwendigkeit vieler Dichtungsschnittstellen zum Medium am Flachrohr minimiert. Im Grunde kann das Flachrohr näherungsweise vollständig zur Wärmespreizung bzw. Wärmeverteilung aus den PTC-Heizeinrichtungen genutzt werden. Die Heizvorrichtung ist einfach in Größe und Leistung skalierbar und weist einen verbesserten Wirkungsgrad auf.This advantageously ensures that a very advantageous flow-wise guidance of the heat transfer medium can be achieved. The power output is maximized with a low pressure drop and at the same time the need for many sealing interfaces to the medium on the flat tube is minimized. Basically, the flat tube can be used almost completely for heat spreading or heat distribution from the PTC heating devices. The heater is easily scalable in size and power and has improved efficiency.
Dank der Erfindung und auch dank der der nachfolgend ferner beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeiten kann ein günstiges Halbzeug zur Bereitstellung des Kanals verwendet werden. So weist das Flachrohr trotz der Krümmungen einen einfachen bzw. strömungstechnisch günstigen Verlauf auf, kann aus wenigen Teilen bzw. Einzelteilen oder nur einem Einzelteil bereitgestellt werden. Das führt zu wenigen Turbulenzen und insgesamt zu wenigen Reibungsverlusten im Wärmeträger. Ebenfalls vorteilhaft ist, dass das Flachrohr eine Art Doppelfunktion übernimmt, und zwar eine Bereitstellung eines Kanals und eines möglichen Gehäuses, weil im Zwischenraum die PTC-Heizeinrichtung bereits mechanisch geschützt aufgenommen werden kann.Thanks to the invention and also thanks to the advantageous design options described below, an inexpensive semi-finished product can be used to provide the channel. Despite the curvatures, the flat tube has a simple or flow-wise favorable course and can be made up of a few parts or individual parts or only one individual part. This leads to few turbulences and overall to few friction losses in the heat transfer medium. It is also advantageous that the flat tube takes on a kind of dual function, namely the provision of a channel and a possible housing, because the PTC heating device can already be accommodated in the gap in a mechanically protected manner.
Möglich ist auch, dass die Heizvorrichtung in Fahrzeugen an Wasser oder Land, wie Kraftfahrzeuge oder Schiffe, und/oder eine Heizvorrichtung in Flugzeugen verwendet wird bzw. dort eingebaut ist. Die Erfindung kann insbesondere in Fahrzeugen oder Flugzeugen gut verwendet werden, weil sie eine kompakte Heizvorrichtung ermöglicht, die wirkungsgradgesteigert ist. Stationäre Anwendungen, z.B. in Gebäuden, sind auch denkbar und insbesondere aufgrund eines verbesserten Wirkungsgrads vorteilhaft.It is also possible that the heating device in vehicles on water or land, such as motor vehicles vehicles or ships, and/or a heater is used or installed in aircraft. The invention can be used particularly well in vehicles or aircraft because it enables a compact heating device that has increased efficiency. Stationary applications, for example in buildings, are also conceivable and are particularly advantageous due to improved efficiency.
Vorzugsweise ist das Flachrohr mäanderförmig aus den Heizabschnitten und den Krümmungen geformt, wobei erste Krümmungen auf einer ersten Seite des Flachrohrs und zweite Krümmungen auf einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des Flachrohrs liegen. Die Mäanderform zeichnet beispielsweise aus, dass die Strömungsrichtungen in benachbarten Heizabschnitten zumindest im Wesentlichen parallel und gegensinnig orientiert sind. Das Flachrohr kann also geschlängelt bzw. gewunden geformt sein, damit die Heizabschnitte nah beieinander und gleichwohl auf der gedachten Mittellinie bzw. Linie angeordnet sind bzw. von der gedachten Mittellinie zumindest im Wesentlichen normal zu den Heizwandungen durchstoßen werden. Insbesondere sind die Heizabschnitte, die ersten Krümmungen und/oder die zweiten Krümmungen von jeweils untereinander identisch im Aufbau. Die ersten Krümmungen können im Wesentlichen auf einer gedachten ersten Linie auf der ersten Seite und/oder die zweiten Krümmungen auf der zweiten Seite des Flachrohrs auf einer gedachten zweiten Linie liegen. Das ermöglicht einen kompakten Aufbau des Kanals. Ebenfalls ist die Herstellung des Flachrohrs insbesondere aus zwei Halbschalen einfach, weil die Mäanderform vorzugsweise entlang wenigstens einer Richtung keine Hinterschneidungen und so Urformverfahren möglich sind.Preferably, the flat tube is formed in a meandering shape from the heating sections and the curvatures, with first curvatures lying on a first side of the flat tube and second curvatures on a second side of the flat tube facing away from the first side. The meander shape is characterized, for example, by the fact that the flow directions in adjacent heating sections are at least essentially parallel and oriented in opposite directions. The flat tube can therefore have a meandering or twisted shape so that the heating sections are arranged close to one another and yet on the imaginary center line or line or are pierced by the imaginary center line at least essentially normal to the heating walls. In particular, the heating sections, the first curvatures and/or the second curvatures are each identical in construction. The first curvatures can essentially lie on an imaginary first line on the first side and/or the second curvatures on the second side of the flat tube can lie on an imaginary second line. This enables a compact structure of the channel. The production of the flat tube, in particular from two half-shells, is also easy because the meander shape, preferably along at least one direction, does not allow for undercuts and thus primary shaping processes.
Wenn die PTC-Heizeinrichtung im Zwischenraum mit beiden Heizwandungen wärmeleitend gekoppelt ist, wird eine besonders gute Wärmeeinkopplung im Zwischenraum ermöglicht. Außerdem kann die mechanische Stabilität bzw. die Steifigkeit der Heizvorrichtung gesteigert werden.If the PTC heating device is coupled in a heat-conducting manner to both heating walls in the gap, particularly good heat coupling in the gap is made possible. In addition, the mechanical stability or rigidity of the heating device can be increased.
Bevorzugt ist das Flachrohr im Querschnitt durch einen Heizabschnitt und/oder durch eine Krümmung langgestreckt geformt. Insbesondere quer (d.h. zumindest im Wesentlichen senkrecht) zur Strömungsrichtung geschnitten kann also in einer Richtung eine größere Erstreckung des Heizabschnitts bzw. der Krümmung vorliegen als quer dazu. Das ist vorteilhaft, um die PTC-Heizeinrichtung großflächig im Heizabschnitt anliegen lassen zu können, und um nur sehr geringe Druckverluste am Wärmeträger in der Krümmung zu erhalten.The flat tube is preferably shaped to be elongated in cross section by a heating section and/or by a curvature. In particular, when cut transversely (i.e. at least essentially perpendicularly) to the flow direction, the heating section or the curvature can have a greater extent in one direction than transversely to it. This is advantageous in order to be able to allow the PTC heating device to rest over a large area in the heating section and to ensure only very low pressure losses on the heat transfer medium in the curvature.
Insbesondere kann das Flachrohr im Querschnitt die Form eines Langloches aufweisen, d.h. zwei 180° Kurven und zwei insbesondere parallele Geraden bzw. die Heizwandungen aufweisen, um aufgrund der Stetigkeit des Umrisses einen sehr geringen Strömungswiderstand aufzuweisen.In particular, the flat tube can have the shape of an elongated hole in cross section, i.e. have two 180 ° curves and two, in particular, parallel straight lines or the heating walls in order to have a very low flow resistance due to the continuity of the outline.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein elektrisches Anschlusselement der PTC-Heizeinrichtung, insbesondere in gedachter Verlängerung der Erstreckung des Zwischenraumes zwischen den Heizwandungen, auf einer Seite des Flachrohrs oder nur auf einer Seite des Flachrohrs vorstehend vorgesehen ist. Insbesondere sind bei Verwendung mehrerer PTC-Heizeinrichtungen alle Anschlusselemente nur auf einer Seite des Flachrohrs vorstehend vorgesehen. Insbesondere ist das Anschlusselement zwischen den ersten und den zweiten Krümmungen und seitlich neben den Heizabschnitten vorgesehen. Das ermöglicht einen baulich kompakten Anschluss der PTC-Heizeinrichtung, insbesondere wenn mehrere der PTC-Heizeinrichtungen vorgesehen sind.In a preferred embodiment it is provided that an electrical connection element of the PTC heating device, in particular in an imaginary extension of the extent of the space between the heating walls, is provided protruding on one side of the flat tube or only on one side of the flat tube. In particular, when using several PTC heating devices, all connection elements are only provided protruding on one side of the flat tube. In particular, the connection element is provided between the first and second curvatures and laterally next to the heating sections. This enables a structurally compact connection of the PTC heating device, especially if several of the PTC heating devices are provided.
Bevorzugt ist ein Verbindungsmodul, z.B. eine Leiterplatte, zum elektrischen Anschluss der PTC-Heizeinrichtung über das elektrische Anschlusselement vorgesehen. Insbesondere kann das Verbindungsmodul auch mehrere PTC-Heizeinrichtungen zugleich auf geringem Bauraum elektrisch anschließen. Bevorzugt ist ein mit dem Verbindungsmodul elektrisch verbundenes Steuerungsmodul zur Steuerung der PTC-Heizeinrichtung vorgesehen. Das Steuerungsmodul kann am Verbindungsmodul integriert sein oder separat davon angeordnet sein.A connection module, for example a printed circuit board, is preferably provided for the electrical connection of the PTC heating device via the electrical connection element. In particular, the connection module can also electrically connect several PTC heating devices at the same time in a small installation space. A control module electrically connected to the connection module is preferably provided for controlling the PTC heating device. The control module can be integrated into the connection module or arranged separately from it.
Es gibt die Möglichkeit die PTC-Heizeinrichtung mit ihren Anschlussfahnen bzw. Kontaktfahnen in die Leiterplatte einzubringen, insbesondere mit der Leiterplatte zu verlöten. Beispielsweise ist die Leiterplatte mit elektronischen Bauteilen bestückt; dann ist die Leiterplatte in der Regel auch das Steuerungsmodul der Heizvorrichtung bzw. das Verbindungsmodul und das Steuerungsmodul sind integral miteinander ausgebildet.It is possible to insert the PTC heating device with its connection lugs or contact lugs into the circuit board, in particular to solder it to the circuit board. For example, the circuit board is equipped with electronic components; then the circuit board is usually also the control module of the heating device or the connection module and the control module are formed integrally with one another.
Es gibt auch die Möglichkeit, entsprechende Anschlussfahnen in die Leiterplatte einzubringen bzw. zu verlöten, wobei die Leiterplatte der Gruppierung der PTC-Heizeinrichtungen, insbesondere zu Heizkreisen, dient. Eine solche Leiterplatte ist in der Regel nicht mit elektronischen Bauteilen bestückt. Die elektronischen Bauteile sind dann bevorzugt einer weiteren Leiterplatte zugeordnet, die das Steuerungsmodul sein kann. Dann kann das Steuerungsmodul baulich separat von den PTC-Heizeinrichtungen angeordnet sein. Beispielsweise kann das Steuerungsmodul mit dem Verbindungsmodul elektrisch verbunden und/oder verkabelt sein.There is also the possibility of inserting or soldering corresponding connection lugs into the circuit board, whereby the circuit board is used to group the PTC heating devices, in particular into heating circuits. Such a circuit board is usually not equipped with electronic components. The electronic components are then preferably assigned to a further circuit board, which can be the control module. The control module can then be arranged structurally separately from the PTC heating devices. For example, the control module can be electrically connected and/or wired to the connection module.
Wenn ein die PTC-Heizeinrichtung in dem Zwischenraum umgebendes Isolationsmittel vorgesehen ist, wird diese vor Kurzschlüssen geschützt. Beispielsweise wird Kaptonfolie und/oder Kunststofffolie verwendet. Die PTC-Heizeinrichtung kann auch von einer Tasche umgeben werden. Insofern kann ein beliebiges Material für das Flachrohr verwendet werden und das Flachrohr und/oder die Heizeinrichtung insgesamt muss nicht elektrisch isoliert werden. Das Isolationsmittel kann auch zuträglich sein, um eine gute Wärmekopplung zu erreichen, weil Unebenheiten an der PTC-Heizeinrichtung und an dem Flachrohr bzw. im Zwischenraum ausgeglichen werden können.If an insulation means is provided surrounding the PTC heating device in the gap, it is protected from short circuits. For example, Kapton film and/or plastic film is used. The PTC heater can also be surrounded by a bag. In this respect, any material can be used for the flat tube and the flat tube and/or the heating device as a whole does not have to be electrically insulated. The insulating agent can also be helpful in achieving good heat coupling because unevenness on the PTC heating device and on the flat tube or in the gap can be compensated for.
Wenn mehrere PTC-Heizeinrichtungen in mehreren Zwischenräumen vorgesehen sind, wird die Leistungsfähigkeit der Heizvorrichtung gesteigert. Es können eine gleiche Anzahl PTC-Heizeinrichtungen wie Zwischenräume vorgesehen sein, so dass der Platz in den Zwischenräumen bestmöglich ausgenutzt werden kann. Es können aber auch mehrere PTC-Heizeinrichtungen in einzelnen Zwischenräumen angeordnet sein, beispielsweise um eine Redundanz zu ermöglichen. Es kann auch wenigstens ein Zwischenraum ohne PTC-Heizeinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise um eine elastische Verformbarkeit der Heizeinrichtung zuzulassen und/oder um eine Sensoreinrichtung darin anzuordnen.When multiple PTC heaters are provided in multiple spaces, the performance of the heater is increased. An equal number of PTC heating devices as gaps can be provided so that the space in the gaps can be used to the best possible extent. However, several PTC heating devices can also be arranged in individual spaces, for example to enable redundancy. At least one gap without a PTC heating device can also be provided, for example to allow elastic deformability of the heating device and/or to arrange a sensor device therein.
Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet aus, dass die PTC-Heizeinrichtung mit dem Flachrohr mechanisch verbunden ist, beispielsweise über ein das Flachrohr entlang der gedachten Mittellinie zusammendrückendes bzw. klammerndes Federelement. Die PTC-Heizeinrichtung kann im Zwischenraum verklebt und/oder verlötet sein. Ebenfalls kann das Flachrohr entlang der gedachten Mittellinie kraftbeaufschlagt sein bzw. eingespannt sein, um die PTC-Heizeinrichtung zu verklemmen. Es kann ein Federelement um das Flachrohr gewunden sein und/oder um das Flachrohr bzw. daran geklemmt sein. Beispielsweise kann ein um das Flachrohr, die Heizabschnitte und die Zwischenräume einfach gewundenes metallisches Band vorgesehen sein, das unter Zugspannung in sich geschlossen verläuft. Es kann auch eine wenigstens halbseitig am Flachrohr angreifende Klemme bzw. Klammer verwendet werden. So werden eine gute Wärmeeinkopplung und eine dauerhaft feste Verbindung erreicht.A preferred embodiment is characterized in that the PTC heating device is mechanically connected to the flat tube, for example via a spring element which compresses or clamps the flat tube along the imaginary center line. The PTC heating device can be glued and/or soldered in the gap. The flat tube can also be subjected to force or clamped along the imaginary center line in order to clamp the PTC heating device. A spring element can be wound around the flat tube and/or clamped around the flat tube or on it. For example, a metallic band that is simply wound around the flat tube, the heating sections and the spaces can be provided, which is self-contained under tensile stress. A clamp or clip that engages the flat tube at least on one side can also be used. This ensures good heat coupling and a permanently strong connection.
Wenn ein Außengehäuse vorgesehen ist, an dem beispielsweise der Auslass und der Einlass freiliegen, wird die Heizvorrichtung besonders geschützt. Insbesondere kann das Außengehäuse das Flachrohr und die PTC-Heizeinrichtung, gegebenenfalls auch das Isolationsmittel, das Verbindungsmodul und/oder das Steuerungsmodul, aufnehmen. Das Außengehäuse kann im Grunde auch ein insbesondere metallischer Rahmen sein.If an outer housing is provided, on which, for example, the outlet and the inlet are exposed, the heater is particularly protected. In particular, the outer housing can accommodate the flat tube and the PTC heating device, possibly also the insulation means, the connection module and/or the control module. The outer housing can basically also be a particularly metallic frame.
Die vorgenannte Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung der Heizvorrichtung. Bei dem Verfahren wird in einem Schritt ein Kanal bereitgestellt, der aus einem Flachrohr gebildet ist, das Krümmungen und Heizabschnitte aufweist, wobei die Heizabschnitte durch jeweils zwei Heizwandungen begrenzt sind, und wobei zwischen zwei Heizwandungen aus zwei Heizabschnitten ein Zwischenraum angeordnet ist.The aforementioned object is further achieved by a method for producing the heating device. In the method, a channel is provided in one step, which is formed from a flat tube which has curves and heating sections, the heating sections being delimited by two heating walls each, and a space being arranged between two heating walls of two heating sections.
Es können zwei Halbschalen zur Ausbildung eines Flachrohrs mit Krümmungen, Heizabschnitten und Zwischenräumen, bevorzugt unter Verwendung von Tiefziehen, Fließpressen und/oder Spritzguss, und Verbinden der zwei Halbschalen zu dem Gehäuse, z.B. unter Verwendung von Verkleben, Verlöten und/oder Verpressen, bereitgestellt werden. Alternativ kann ein Flachrohr bereitgestellt werden, das abschnittsweise gekrümmt wird oder bereits gekrümmt ist, Zwischenräume und zwischen den Krümmungen Heizabschnitte aufweist.Two half-shells can be provided to form a flat tube with curves, heating sections and gaps, preferably using deep drawing, extrusion and/or injection molding, and connecting the two half-shells to the housing, for example using gluing, soldering and/or pressing . Alternatively, a flat tube can be provided which is curved in sections or is already curved, has gaps and heating sections between the curves.
Bei dem Verfahren wird in einem vorherigen oder nachfolgenden Schritt eine PTC-Heizeinrichtung bereitgestellt. Außerdem wird die PTC-Heizeinrichtung in den Zwischenraum eingebracht und die PTC-Heizeinrichtung wird mit dem Flachrohr verbunden bzw. gekoppelt, insbesondere unter Verwendung von Verkleben, Verlöten, Verpressen und/oder durch Aufbringen eines Federelements, insbesondere einer Klemme.In the method, a PTC heating device is provided in a previous or subsequent step. In addition, the PTC heating device is introduced into the gap and the PTC heating device is connected or coupled to the flat tube, in particular using gluing, soldering, pressing and/or by applying a spring element, in particular a clamp.
Im Rahmen der vorbeschriebenen und nachfolgenden Offenbarung steht die Abkürzung „bzw.“ als eine Kurzform für „beziehungsweise“ und soll grundsätzlich alternative, im Grunde gleichwertige und/oder synonyme Merkmale oder Begriffe angeben, um die Idee bzw. den Sinn einer Merkmals- oder Begriffsverwendung näher zu bringen. „Beziehungsweise“ kann stets mit „und/oder“ ersetzt werden.In the context of the above-described and subsequent disclosure, the abbreviation “or” stands as a short form for “respectively” and is intended to indicate alternative, essentially equivalent and/or synonymous features or terms in order to convey the idea or meaning of using a feature or term to bring closer. “Respectively” can always be replaced with “and/or”.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen:
-
1 eine perspektivische Seitenansicht einer Heizvorrichtung mit einem durch ein Flachrohr gebildeten Kanal und mit mehreren Heizeinrichtungen in Zwischenräumen zwischen Heizabschnitten, -
2 eine perspektivische Seitenansicht der Heizvorrichtung nach1 ergänzt mit einem Verbindungsmodul und einem Federelement in einer perspektivischen Ansicht, -
3 eine Schnittansicht der Heizvorrichtung nach2 mit einem Schnitt quer durch die Heizabschnitte und das Verbindungsmodul, -
4 eine perspektivische Seitenansicht einer Halbschale des Flachrohrs des Ausführungsbeispiels, -
5 eine schematischen Seitenansicht einer Heizvorrichtung, die in einem Außengehäuse eingehaust ist, wobei der Auslass und der Einlass freiliegen, und -
6 Schritte des Ablaufs eines Verfahrens zur Herstellung einer Heizvorrichtung.
-
1 a perspective side view of a heating device with a channel formed by a flat tube and with several heating devices in spaces between heating sections, -
2 a perspective side view of the heating device1 supplemented with a connection module and a spring element in a perspective view, -
3 a sectional view of the heating device2 with a cut across the heating sections and the connection module, -
4 a perspective side view of a half-shell of the flat tube of the exemplary embodiment, -
5 a schematic side view of a heater housed in an outer housing with the outlet and inlet exposed, and -
6 Steps of the process for producing a heating device.
Bei der Heizvorrichtung 10 der
In
Das Flachrohr 20 der
Es ist jedoch auch möglich, dass wenigstens eine der gedachten Linien L, LE, LZ (also die Mittellinie L und die Linien LE und LZ), insbesondere die gedachte Mittellinie L, nicht-parallel bzw. schief zu den übrigen gedachten Linien L, LE, LZ verläuft, beispielsweise um eine im Verlauf des Flachrohrs 20 veränderliche Größe der Heizabschnitte 32 zu erhalten, um das Flachrohr an bauliche Anforderungen anzupassen und/oder um die Heizvorrichtung 10 zu skalieren. Insofern können die gedachten Linien L, LE, LZ, auch abschnittsweise linear bzw. geknickt verlaufen und/oder an (gekrümmte) Kurven-Abschnitte angrenzen. In der Regel verlaufen die gedachten L, LE, LZ Linien durchgehend linear.However, it is also possible that at least one of the imaginary lines L, LE, LZ (i.e. the center line L and the lines LE and LZ), in particular the imaginary center line L, is non-parallel or oblique to the other imaginary lines L, LE , LZ runs, for example in order to obtain a variable size of the
In jedem Zwischenraum 40 ist eine Heizeinrichtung 50 angeordnet, wodurch die Steifigkeit des Flachrohrs 20 bzw. der Heizvorrichtung 10 gesteigert ist. Bei freibleibendem Zwischenraum 40 wäre nämlich die elastische Verformbarkeit des Flachrohrs 20 zwischen Einlass 24 und Auslass 22 erhöht.A
Das Flachrohr 20 der
Insbesondere liegen der Einlass 22 und/oder der Auslass 22 in Verlängerung der der zweiten gedachten Linie LZ, um einen unmittelbaren Übergang zu der zweiten Krümmung 38 zu schaffen. Das ist auch zuträglich einem symmetrischen Aufbau des Flachrohrs 20 und einer einfachen Herstellbarkeit.In particular, the
In
Die PTC-Heizeinrichtungen 50 der
In der
Die PTC-Heizeinrichtungen 50 sind mit dem Flachrohr 20 über ein als Klemme ausgebildetes Federelement 62 mechanisch verbunden. Das Federelement 62 ist nur in den
Es ist ersichtlich, dass das Flachrohr 20 in den Heizabschnitten 32 einen in der
Ferner ist in
Das auf der Seite 44 angeordnetes und in
Die PTC-Heizeinrichtungen 50 weisen jeweils ein PTC-Heizelement 52 zwischen zwei auch als Anschlusselement 54 dienenden Kontaktblechen auf. Vorliegend sind die PTC-Heizeinrichtungen 50 identisch ausgebildet.The
Die Heizabschnitte 32 der
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- HeizvorrichtungHeating device
- 2020
- FlachrohrFlat tube
- 2222
- Auslassoutlet
- 2424
- Einlassinlet
- 2626
- Seite, erste Seite des FlachrohrsSide, first side of the flat tube
- 2828
- Seite, zweite Seite des FlachrohrsSide, second side of the flat tube
- 3030
- Kanalchannel
- 3232
- HeizabschnittHeating section
- 3434
- Heizwandungheating wall
- 3636
- Krümmung, erste KrümmungCurvature, first curvature
- 3838
- Krümmung, zweite KrümmungCurvature, second curvature
- 4040
- Zwischenraumspace
- 4242
- Seite, dritte Seite des FlachrohrsSide, third side of the flat tube
- 4444
- Seite, vierte Seite des FlachrohrsSide, fourth side of the flat tube
- 5050
- PTC-HeizeinrichtungPTC heater
- 5252
- PTC-HeizelementPTC heating element
- 5454
- elektrisches Anschlusselementelectrical connection element
- 6060
- IsolationsmittelIsolation means
- 6262
- FederelementSpring element
- 6464
- VerbindungsmodulConnection module
- 6565
- SteuerungsmodulControl module
- 6666
- AußengehäuseOuter casing
- 100100
- VerfahrenProceedings
- 110110
- BereitstellenProvide
- 120120
- BereitstellenProvide
- 130130
- EinbringenBring in
- 140140
- VerbindenConnect
- LL
- gedachte Mittellinie bzw. gedachte Linieimaginary center line or imaginary line
- LELE
-
gedachte erste Linie der Krümmungen 36imaginary first line of
curvatures 36 - LZLZ
-
gedachte zweite Linie der Krümmungen 38imaginary second line of
curvatures 38 - SS
- StrömungsrichtungDirection of flow
- SESE
- Symmetrieebeneplane of symmetry
- WW
- Wärmeträgerheat carrier
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2440006 A1 [0003]EP 2440006 A1 [0003]
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022112762.1A DE102022112762A1 (en) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | Heating device and method for producing the heating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022112762.1A DE102022112762A1 (en) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | Heating device and method for producing the heating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022112762A1 true DE102022112762A1 (en) | 2023-11-23 |
Family
ID=88599970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022112762.1A Pending DE102022112762A1 (en) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | Heating device and method for producing the heating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022112762A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2440006A1 (en) | 2010-10-08 | 2012-04-11 | Eberspächer catem GmbH & Co. KG | Electric heating device |
CN108260239A (en) | 2018-03-13 | 2018-07-06 | 黄明峰 | A kind of long-life new-energy automobile PTC liquid electric heaters |
-
2022
- 2022-05-20 DE DE102022112762.1A patent/DE102022112762A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2440006A1 (en) | 2010-10-08 | 2012-04-11 | Eberspächer catem GmbH & Co. KG | Electric heating device |
CN108260239A (en) | 2018-03-13 | 2018-07-06 | 黄明峰 | A kind of long-life new-energy automobile PTC liquid electric heaters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1061776B1 (en) | Heating device specially made for heating air | |
DE3119302A1 (en) | AIR HEATING DEVICE | |
EP1818982A2 (en) | Assembly of at least one power semiconductor module and a cooling element and associated method of manufacturing | |
DE102008034876A1 (en) | Battery with a arranged in a battery housing heat conducting plate for temperature control of the battery and method for producing a battery | |
EP3290821A1 (en) | Electric heating device | |
DE102008034875A1 (en) | Battery i.e. lithium-ion-battery, for use in vehicle e.g. vehicle with hybrid drive, has cooling device that is arranged on pole side of single cells, where cooling device comprises cooling plate and transfer plate | |
DE2329426B2 (en) | Electrical connector and method for its manufacture | |
EP3273177A1 (en) | Electric heating device | |
DE202018101634U1 (en) | Device for converting electrical energy into heat and electrical heating device with such a device | |
DE102010054070A1 (en) | Thermoelectric device and thermoelectric module | |
DE102013021549A1 (en) | High-voltage battery | |
DE102017215419A1 (en) | Capacitor unit and assembly for power electronics | |
EP3365616A1 (en) | Heat exchanger, in particular a thermoelectric heat pump, for the temperature control of a battery | |
EP2933577B1 (en) | Electric heating device | |
DE102013214617B4 (en) | Device for connecting a plurality of electrical energy stores to form a battery and a method for producing such a device and battery comprising the device | |
EP3494294B1 (en) | Electrically heatable honeycomb body for exhaust gas treatment having a plurality of heating elements | |
EP2437294A2 (en) | High-power semiconductor module with a base module and a connection module | |
EP4193450A1 (en) | Wind turbine with at least one dynamoelectric machine | |
DE102012214702A1 (en) | Thermoelectric device | |
EP1429406B1 (en) | Frame elements for monopolar fuel cell stacks | |
DE102022112762A1 (en) | Heating device and method for producing the heating device | |
DE102015217790B4 (en) | Arrangement for cooling battery cells of a drive energy store of a motor vehicle | |
DE102014112624A1 (en) | battery module | |
DE102005037345A1 (en) | An improved method for manufacturing fuel cell elements has the anode and cathode formed from a series of parallel metal strips electrically connected to separated metal plates | |
DE102018213544A1 (en) | Cooling device for a traction battery, traction battery and motor vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |